Discussion :

[Axel Lecomte]

La consommation d’électricité des datacenters dans l’Union européenne pourrait atteindre jusqu’à 98,5 TWh d'ici 2030,
selon une étude menée par la Commission européenne

Le lundi 9 novembre 2020, la direction générale des réseaux de communication, du contenu et des technologies de la Commission européenne a publié son rapport final sur les « technologies et politiques efficaces sur le plan énergétique d’informatique en nuage ». L'objectif de cette étude est de faire un état des lieux de la croissance de la consommation énergétique des datacenters. Une croissance exponentielle qui s'explique par l'expansion des services d’informatique en nuage (cloud) à l'échelle européenne.

Ces derniers temps, l’efficacité du cloud computing sur le plan énergétique est devenu l'une des principales priorités de l'Union européenne. En conséquence, sa stratégie numérique vise à « créer des centres de données climatiquement neutres, hautement économes en énergie et durables d'ici 2030 au plus tard. » Cette étude permet donc d'afficher en quelques chiffres la consommation des datacenters au niveau européen, mais aussi d'avoir un aperçu des projections sur les dix prochaines années.

De 2,7 % de la demande d'électricité en 2018 à 3,2 % d'ici à 2030

Après avoir mené une analyse et une modélisation de la demande future en énergie liée aux datacenters, la Commission européenne a pu démontré que, entre 2010 et 2018, la consommation énergétique des datacenters dans les États membres de l’UE est passée de 53,9 TWh/an à 76,8 TWh/an. Autrement dit, les datacenters représentaient 2,7 % de la demande d'électricité de l'Union européenne en 2018.

« La transformation numérique qui est en cours et, en particulier, le nombre croissant de services d’informatique en nuage disponibles entraînent une augmentation significative de la capacité des centres de données. Cette augmentation est si forte qu’elle a plus que neutralisé les gains d’efficacité notables réalisés à tous les niveaux (matériel, logiciels, infrastructure des centres de données) et qu’au total, on observe une hausse de la consommation énergétique des centres de données au niveau européen », a indiqué la Commission.

Par rapport à l'année 2018, il est prévu que la consommation d'énergie des centres de données connaisse une augmentation de 21 % pour atteindre 92,6 TWh/an en 2025. Dans le cadre du scénario tendanciel de cette étude, il est possible que cette augmentation atteigne 28 % d'ici 2030 afin d'atteindre près de 98,5 TWh cette année-là. Alors qu'en 2010, les centres de données de cloud computing ne représentaient que 10 % de la consommation des centres de données, celui-ci a augmenté à 35 % en 2018 et devrait grimper jusqu'à 60 % en 2025. Le cloud computing n'est pas le seul à connaître cette augmentation, puisque la part des centres de données en périphérie du réseau (edge datacenters) croîtra elle aussi considérablement. En conséquence, il est attendu à ce que leur consommation d'énergie représente 12 % de la consommation d'énergie de tous les centres de données dans l'UE-28 d'ici 2025.

« Le scénario tendanciel décrit l'évolution de la situation si les ventes de matériel et les augmentations de l'efficacité du matériel informatique et de l'infrastructure des centres de données continuent à se développer comme elles l'ont fait dans les années 2010 à 2018. On suppose qu'en 2025, 20 % de la capacité totale des serveurs disponibles dans les centres de données sera installée dans des centres de données périphériques. Dans le scénario tendanciel, la consommation d'énergie des centres de données augmentera pour atteindre 98,5 TWh/a d'ici 2030 », peut-on lire dans les colonnes de ce rapport.

La figure ci-dessous illustre le taux de consommation d'énergie des centres de données par rapport à la demande finale d'énergie électrique en Europe pour les années 2010 à 2030. Elle montre la consommation énergétique future prévue pour les centres de données. En effet, si le pourcentage de centres de données par rapport à la demande finale d'énergie électrique était de 1,9 % en 2010, il est passé à 2,7 % en 2018 et pourrait atteindre 3,2 % en 2030.

Depuis des années, la consommation énergétique des centres de données dans l’Europe des Vingt-Huit (UE-28) est en constante augmentation. Cette augmentation globale est due au fait que les centres de données en nuage ont également connu une forte hausse.

« Les analyses présentées dans cette étude montrent également que l'éventail des développements possibles à l'avenir est large. On peut supposer que la numérisation de l'économie et de la société dans son ensemble entraînera une nouvelle augmentation de la consommation d'énergie des centres de données à l'avenir. L'ampleur de cette augmentation et la possibilité de la prévenir dépendent de l'évolution des conditions cadres techniques et réglementaires », a souligné le rapport.

Géographiquement, les pays du nord et de l’ouest de l’Europe représentent les plus gros centres de données puisque les 82 % de la consommation énergétique des datacenters sont occupés par ces régions en 2018. Cela pourrait arriver jusqu’à 87 % d’ici 2025. Pour seulement l'Europe du Nord, la consommation d'énergie des centres de données pourrait augmenter fortement de 28 %. Elle passerait en effet de 26,3 à 38,9 TWh/an entre 2018 et 2025. Toutefois, cette consommation pourrait être réduite à un niveau inférieur à celui de 2010 si tous les potentiels sont exploités.

Par ailleurs, ce sont quatre pays qui dominent le marché des datacenters en Europe : l'Allemagne, la France, les Pays-Bas et le Royaume-Uni. Les centres de données de ces pays absorbaient 56 % de la consommation d'énergie des datacenters dans l'UE-28 au cours de l'année 2018. La répartition de la demande énergétique des datacenters entre ces quatre pays et le reste de l'UE-28 est présentée dans la figure suivante.

Suivant l'estimation de la Commission européenne, aucune solution unique ne permet encore de réaliser ses ambitions pour les datacenters d'ici 2030. Elle a déclaré qu'une nouvelle étude visant à « explorer les mesures politiques en évaluant leurs impacts sur la consommation électrique des centres de données dans l'UE » devrait accompagner le rapport.

Il faut noter que malgré la consommation importante des centres de données qui témoigne que le numérique prend de plus en plus d'importance dans la vie quotidienne, les datacenters ayant fait l’objet de nombreux progrès au niveau de l'efficacité énergétique au cours de la dernière décennie. Par exemple, entre 2010 et 2018, la puissance requise qui permet de stocker un téraoctet de données a été divisée par 9. De plus, l'intensité énergétique des datacenters dans le monde entier est réduite de 20 % par an depuis 2010. Les datacenters représenteraient au total à peine un cinquième de la consommation mondiale d'électricité dans le secteur du numérique. Les équipements connectés occupent presque la moitié de la consommation électrique de ce secteur, soit près de 45 %.

« L'étude révèle qu'en raison de la nature du cloud computing et de la diversité des fournisseurs de services cloud, il n'existe pas de solution unique pour atteindre l'objectif 2030. Néanmoins, les instruments existants peuvent - à des degrés divers - être utilisés comme point de départ ou au moins comme source d'inspiration pour de nouveaux développements ou de nouvelles conceptions d'instruments politiques. Les exemples incluent le code de conduite de l'UE sur l'efficacité énergétique des centres de données et les prochaines révisions du règlement sur l'écoconception sur les serveurs et les produits de stockage de données et la directive sur l'efficacité énergétique », a encore ajouté la Commission européenne.

Cette étude a permis à la Commission européenne de mieux comprendre la situation dans les pays de l'UE. En outre, elle lui permet également de mieux cibler les futures actions visant à promouvoir des centres de données et des services cloud efficaces sur le plan énergétique. En ce qui concerne les futures actions politiques, les recommandations serviront à identifier les prochaines étapes vers des centres de données écologiques et le cloud computing.

Source : Commission européenne

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[Anthony]

Les charges de travail d'IA doubleront la demande d'énergie des centres de données d'ici à 2026, et leur part de la consommation mondiale d'électricité pourrait passer de 2 % en 2024 à plus de 20 % d'ici à 2030

Un rapport de PGIM a mis en garde contre le fait que la part de la consommation mondiale d'électricité utilisée par les centres de données pourrait passer de 2 % aujourd'hui à plus de 20 % d'ici à 2030.

Un centre de données, ou centre informatique est un lieu (et un service) où sont regroupés les équipements constituants d'un système d'information (ordinateurs centraux, serveurs, baies de stockage, équipements réseaux et de télécommunications, etc.). Ce regroupement permet de faciliter la sécurisation, la gestion (notamment l'exécution de calculs et le refroidissement) et la maintenance des équipements et des données stockées.

Les centres de données utilisent d'énormes quantités d'énergie pour faire fonctionner et refroidir leurs serveurs. Selon le rapport « Fueling the Future », la consommation électrique mondiale des centres de données aura plus que doublé d'ici à 2026, consommant la même quantité d'électricité que le Japon.

Selon le rapport, les facteurs qui augmentent la demande d'énergie des centres de données sont notamment les charges de travail intensives pour la formation de grands modèles de langage.

« L'augmentation exponentielle de la demande de capacité de calcul pour la formation de grands modèles de langage aura de profondes implications pour les centres de données et pourrait être l'un des aspects les plus négligés de la transition énergétique », indique le rapport.

Le rapport de PGIM indique que la demande de centres de données augmente dans les pays développés qui ont pris du retard dans l'extension de leur infrastructure électrique.

Par exemple, la demande d'électricité des centres de données en Irlande devrait doubler d'ici à 2026 et représenter un tiers de la demande d'électricité du pays.

PGIM suggère aux opérateurs de centres de données de chercher à équilibrer l'augmentation de leur charge de travail informatique avec leur capacité à s'approvisionner en électricité.

« Les opérateurs de centres de données répondent à ce défi de différentes manières », indique le rapport. « Certains s'associent activement avec des fournisseurs d'énergie sans carbone pour intégrer une source d'énergie dédiée dans leurs complexes de centres de données. »

Les stratégies « zéro carbone » employées par les centres de données comprennent des partenariats avec des fournisseurs d'énergie renouvelable, tels que Schneider Electric.

Certains sites se tournent vers l'énergie à base d'hydrogène, notamment Microsoft qui a développé des piles à hydrogène pour remplacer les générateurs diesel.

D'autres fournisseurs optent pour l'énergie nucléaire. AWS, par exemple, a acquis un centre de données appartenant à Talen Energy près de la centrale nucléaire de Susquehanna à Salem, en Pennsylvanie, en utilisant le site voisin pour son alimentation électrique.

De petits réacteurs nucléaires modulaires, comme ceux développés par la startup Oklo, soutenue par Sam Altman, pourraient également être installés dans ou à proximité d'un centre de données et fournir une énergie durable.

« Les exploitants de centres de données doivent non seulement réfléchir à la manière d'adapter leurs modèles commerciaux à l'augmentation de l'intensité de calcul et de la demande d'entraînement des réseaux neuronaux profonds, mais aussi à l'emplacement des nouvelles installations et à la manière de s'approvisionner en énergie abondante et bon marché », indique le rapport.

Source : "Fueling the Future: Investing across the global energy landscape" (Rapport de PGIM)

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[Mathis Lucas]

L'IA fera augmenter les dépenses dans les centres de données de 28,5 % et deviendra la principale charge de travail des serveurs d'ici à 2027
selon un rapport du cabinet d'analyse Omdia

Le dernier rapport "Cloud and Data Center Market Snapshot" du cabinet d'analyse Omdia indique que l'IA fera augmenter les dépenses dans les installations de centres de données d'environ 30 % cette année. L'IA est actuellement le principal moteur d'investissement dans les centres de données, mais le rapport ajoute que les applications d'IA représentent la catégorie à la croissance la plus rapide en matière de nombre de serveurs déployés par an. Omdia prévoit également que l'IA dépassera certainement la plupart des autres charges de travail des serveurs avant la fin de cette année et deviendra la principale charge de travail des serveurs d'ici à 2027.

La demande mondiale pour les applications d'IA a explosé au cours des deux dernières années. Parallèlement, les besoins en centres de données pour héberger les logiciels d'IA ont également considérablement augmenté. Les choses sont telles que les serveurs sont loués avant même la mise en place de l'infrastructure cloud. Un rapport publié le mois dernier par le groupe de conseil CBRE indique que les entreprises ont tellement besoin de centres de données qu'elles les louent avant même qu'ils ne soient construits. Le groupe rapporte aussi que la construction de centres de données atteint une hausse historique de 46 %.

Omdia, quant à lui, rapporte que l'IA est en passe de devenir la principale charge de travail des serveurs des centres de données. Le dernier rapport d'Omdia, consulté par The Register, indique que les applications d'IA représentent la catégorie à la croissance la plus rapide en matière de nombre de serveurs déployés par an. Selon le rapport, en matière du nombre de serveurs déployés, les analystes d'Omdia s'attendent à ce que l'IA dépasse cette année la plupart des autres charges de travail des serveurs, telles que les bases de données et l'analyse. Ils s'attendent aussi à ce qu'elle dépasse les télécommunications d'ici à 2027.

Les analystes notent que la demande pour les applications d'IA a accéléré les investissements dans les centres de données, et que 2024 devrait voir une augmentation de 28,5 % des dépenses d'investissement. Cette augmentation devrait être soutenue par les réserves de liquidités des entreprises des grands hyperscaleurs. Les ventes de serveurs devraient augmenter de 74 % pour atteindre 210 milliards de dollars cette année, contre 121 milliards de dollars en 2023. Toutefois, les dépenses liées à la gestion thermique des centres de données devraient augmenter de 22 %, pour atteindre 9,4 milliards de dollars en 2024.

Selon le groupe CBRE, en 2023, le marché primaire des centres de données aux États-Unis a enregistré une augmentation significative de l'offre, atteignant 5 174,1 MW, soit une hausse de 26 % par rapport à l'année précédente. La construction a atteint des sommets historiques, avec 3 077,8 MW en cours de développement, représentant une augmentation de 46 % d'une année sur l'autre. Selon Omdia, les revenus tirés de l'infrastructure de distribution d'énergie dépasseront pour la première fois les 4 milliards de dollars, et les revenus de l'alimentation sans interruption vont augmenter de 10 % au cours de cette année.

Ces derniers devraient atteindre 13 milliards de dollars. Toutefois, en ce qui concerne les serveurs achetés pour les cas d'utilisation de l'IA, Omdia prévoit que les unités destinées à la formation des modèles d'IA n'augmenteront que de 5 % par an à l'avenir, contre un taux de 17 % pour les serveurs destinés à l'inférence. La raison en est que la demande de serveurs pour la formation à l'IA est largement alimentée par un petit nombre d'hyperscaleurs. Ces acheteurs s'efforcent de maximiser l'efficacité de leur matériel optimisé pour l'IA, en réduisant le nombre de serveurs nécessaires pour la formation de modèles.

Selon Omdia, la formation à l'IA peut être considérée comme une activité de R&D et fera donc l'objet d'une allocation budgétaire basée sur le plan, ce qui signifie qu'une part des revenus sera réinvestie. Inversement, le nombre de serveurs nécessaires pour l'inférence augmentera à mesure que le nombre de personnes utilisant des applications d'IA augmentera. Un rapport publié ce mois-ci par PGIM, l'unité de gestion d'actifs de Prudential Financial, indique que les charges de travail d'IA doubleront la demande d'énergie des centres de données d'ici à 2026, mettant en garde contre l'évolution de la demande en énergie.

Omdia rapporte également que l'augmentation de la demande de matériel serveur plus puissant a eu pour effet secondaire de faire exploser le déploiement des systèmes de refroidissement liquide. Les données d'Omdia montrent que la technologie monophasée directe est de loin la plus populaire, grâce à sa simplicité et à sa maturité, et cela devrait rester le cas. En revanche, le refroidissement direct biphasé utilise le changement de phase pour gérer des charges de puce plus élevées et constitue actuellement une technologie de niche, mais Omdia laisse entrevoir des "perspectives de croissance significatives".

Les projections d'Omdia indiquent que le chiffre d'affaires total des systèmes de refroidissement par liquide devrait dépasser les 5 milliards de dollars d'ici 2028, après avoir franchi la barre des 2 milliards de dollars à la fin de cette année. Omdia ajoute que la croissance des systèmes de refroidissement par immersion n'a pas été à la hauteur l'année dernière en raison d'obstacles réglementaires et financiers et cette technologie est encore largement considérée comme l'apanage de l'informatique de haute performance. Microsoft a récemment mis fin à son projet de centre de données sous l'eau "Project Natick".

Lancé en 2016, le projet Natick visait à déterminer si les centres de données pouvaient être installés et exploités sous l'eau. Le projet était destiné à aider à façonner une autre perspective dans la gestion du cloud pour mieux servir les utilisateurs dans les zones proches de cours d'eau. Microsoft voyait dans le déploiement de serveurs en eaux profondes une solution au refroidissement, aux énergies renouvelables, mais aussi à une empreinte environnementale moindre. Microsoft vient d’y mettre fin. Des rapports non officiels suggèrent que le déploiement d'un centre de données sous la mer s’avère très coûteuse.

Selon Omdia, à mesure que l'IA devient omniprésente, la demande de refroidissement liquide a considérablement augmenté. Omdia indique que les principales tendances comprennent l'adoption rapide des échangeurs de chaleur à porte arrière (RDHx) combinés au refroidissement direct de la puce 1-P, atteignant une croissance impressionnante de 65 % d'une année sur l'autre, intégrant fréquemment des applications de réutilisation de la chaleur. Cette période voit également un mélange stratégique de technologies de refroidissement par air et par liquide, créant une gestion thermique équilibrée et efficace.

Selon PGIM, sur le plan mondial, la consommation d'énergie des centres de données pourrait passer de 2 % en 2024 à plus de 20 % d'ici à 2030. « L'augmentation exponentielle de la demande de capacité de calcul pour la formation de grands modèles de langage (LLM) aura de profondes implications pour les centres de données et pourrait être l'un des aspects les plus négligés de la transition énergétique », indique le rapport. Les analystes de PGIM indiquent également que la demande de centres de données augmente dans les pays développés qui ont pris du retard dans l'extension de leur infrastructure électrique.

Par ailleurs, un récent rapport de Grid Strategies indique que l'appétit énergétique de l'IA met à rude épreuve le réseau électrique des États-Unis qui n'était pas préparé à une augmentation subite de la charge. Cela a laissé les entreprises informatiques à la recherche de solutions miracles.

Source : Omdia

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L'appétit énergétique de l'IA met à rude épreuve le réseau électrique des États-Unis qui n'était pas préparé à une augmentation subite de la charge, laissant l'industrie à la recherche de solutions miracles